Gå direkte til innhold

Norsk gjennombrudd i nanoteknologi

NTNU-forskere er først i verden med et materiale av grafén som kan revolusjonere teknologiindustrien. Grunnforskning støttet av Forskningsrådets programmer NANOMAT og RENERGI gjorde det hele mulig. Programmet FORNY sin samarbeidspartner NTNU TTO har bistått forskerne med patenter og selskapsetablering.

Grafén er som en hønsenetting laget av karbonatomer, og tykkelsen er bare ett atom. (Illustrasjon: Wikimedia Commons) Grafén er som en hønsenetting laget av karbonatomer, og tykkelsen er bare ett atom. (Illustrasjon: Wikimedia Commons) Forskergruppen ved NTNU har holdt på med dette siden 2010. Professor Helge Weman er en av lederne for gruppen. Han forteller at det nå er utsikter til at vi kan lage halvledere på grafén – i stedet for på silisium (silicon).

Slik kan vi få både billigere og mer effektive halvlederkomponenter.

– Vi står nå foran en revolusjon i produksjonen av solceller og LED-komponenter, sier Weman.

– Grafén er både billig, gjennomsiktig og bøyelig. Det leder strøm og varme veldig effektivt.

– Med et bøyelig underlag som også kan være gjennomsiktig, åpner det seg muligheter her som vi sikkert ikke har fantasi til å forstå rekkevidden av i dag.

Tynneste og sterkeste

Kort om grafén:

  • Grafén er i dag det tynneste (ett karbonatom tykt) og sterkeste (200 ganger sterkere enn stål) materialet vi kjenner
  • Grafén er bøyelig og gjennomsiktig
  • Grafén er billig å produsere

Med bruk av grafén som halvleder, er perspektivene enorme:

  • Vi kan endelig få et gjennombrudd i solcelleteknologien
  • Vinduer i vanlige hus kan bli solcellepaneler
  • Mobiltelefon-skjermer kan brettes rundt armen som armbåndsur
  • Stuevinduet ditt kan bli TV

Du kan se en film som forklarer det nye materialet på nettsiden til CrayoNano. Du kan se en film som forklarer det nye materialet på nettsiden til CrayoNano. – Veldig stort

Helge Weman har samme med professorkollega Bjørn-Ove Fimland og post.doc Dong-Chui Kim utgjort forskergruppen som har holdt på siden 2010, og som nå har fått full klaff i laboratoriet.

Weman og Fimland leder begge større forskningsgrupper innen halvledere og nanoteknologi ved NTNU. Kim har bakgrunn fra Samsung, hvor han har jobbet mye med grafén.

Start gjennom NANOMAT

Starten på suksessen ved NTNU var grunnleggende forskning støttet av Forskningsrådets program NANOMAT.

Helge Weman har nylig avsluttet et fem årig forskerprosjekt (2007-2012) i programmet NANOMAT ("Modeling and Fabrications of Nanowire Lasers"). I dette prosjektet studerte forskergruppen ved NTNU hvordan de kunne kontrollere groing av nanotråder i henholdsvis kubiske og heksagonale struktur.

– Finansiell støtte fra NANOMAT har vært avgjørende viktig for å kommer dit vi er på NTNU i dag, og det har sterkt bidratt til oppstarten CrayoNano AS, sier Weman til NANOMAT etterfølgeren – programmet NANO2021 i Forskningsrådet.

– Det vi har kommet frem til nå er veldig, veldig stort. Jeg har i alle fall ikke vært borti noe større noen gang. Vi ser virkelig potensial for dette produktet i markedet.

Grafén har vært hot innen nanoforskningen i flere år. Her viser forskerne hvordan det nye materialet _3dyrkes_3. Nå har norske forskere, som de første i verden, på denne måten lyktes med å lage halvledere på grafén. Forskningsrådets programmer NANOMAT og RENERGI har bidratt med finansiering. Programmet FORNY sin samarbeidspartner NTNU TTO bistår nå med å sikre kommersielle rettigheter. Grafén har vært hot innen nanoforskningen i flere år. Her viser forskerne hvordan det nye materialet _3dyrkes_3. Nå har norske forskere, som de første i verden, på denne måten lyktes med å lage halvledere på grafén. Forskningsrådets programmer NANOMAT og RENERGI har bidratt med finansiering. Programmet FORNY sin samarbeidspartner NTNU TTO bistår nå med å sikre kommersielle rettigheter. Kommersialisering

NTNU Technology Transfer (NTNU TTO) er en av i alt åtte regionale kommersialiseringsaktører over hele landet, knyttet til Norges forskningsråd gjennom FORNY-programmet.

NTNU TTO har sammen med forskerne og investeringsselskapet CoFounder etablert bedriften CrayoNano AS. Sammen med forskerne har NTNU TTO også sikret at patentrettigheter er på plass, før nyheten om gjennombruddet i Trondheim ble offentliggjort gjennom forskningstidsskrifter og i pressen.

Elektronikkgiganter som Samsung og IBM har så langt vært blant de ledende i forskning på grafén, og forsøkene på å utvikle dette til en erstatter for silisium. Samsung satser mye på å bli først med bøyelige mobiltelefonskjermer.

Morten Frøseth, daglig leder i CrayoNano, bekrefter at Trondheim-forskerne og NTNU TTO kan trenge mye kapital fremover. Men med den store interessen rundt produksjon av halvledere på grafén, tror han at det vil gå greit å finne samarbeidspartnere.

Frøseth mener ifølge nettstedet Dagens IT at NTNU og Trondheim-forskerne nå er godt beskyttet av patenter, og slik kan bli sentrale i utviklingen av produkter som bruker grafén på verdensbasis.

CrayoNano slår selv fast at de har sikret seg eksklusive lisenser for alle relevante anvendelsesområder.

Mye billigere enn silisium

– De nye bruksområdene er veldig spennende i seg selv, men sett fra et forretningsperspektiv er det like viktig at grafén er svært mye billigere å bruke enn silisium. Man kan også fremstille våre halvledere ved hjelp av eksisterende og utbredt produksjonsteknologi, sier Morten Frøseth.

Foreløpig har ikke forskerne forsøkt å lage noen prototype mot et spesifikt område. Det er noe av det de nå skal gå i gang med.

I 2010 fikk russerne Andre Geim og Konstantin Novoselov ved Universitetet i Manchester Nobelprisen i fysikk for sitt gjennombrudd i forskningen på det supertynne materialet grafén, ved hjelp av Scotch-tape-metoden (!). Nå kan forskningen på grafén være brakte flere skritt nærmere praktisk anvendelse og nye produkter, takket være forskergruppen i Trondheim. 

Les på Forskning.no den fascinerende historien om grafén. Et materiale som lå i blyantspissen, rett foran øynene våre, og ventet på å bli tatt i bruk.

Skrevet av:
Bård Amundsen/Anders Braarud Hanssen
Publisert:
12.09.2012
Sist oppdatert:
13.09.2016